Структурный синтез и классификация механизмов параллельной структуры с перекрестными связями

Наряду с активным развитием робототехники повышаются требования к механизмам робототехнических устройств. Наиболее полно этим требованиям соответствуют механизмы параллельной структуры. Их выходное звено связано с основанием несколькими кинематическими цепями, что позволяет повысить показатели точности, грузоподъемности и скорости перемещения рабочих органов по сравнению с таковыми для механизмов последовательной структуры. Однако механизмы параллельной структуры имеют такие недостатки, как меньший объем рабочей зоны и недостаточная жесткость при восприятии нагрузки. Основное достоинство механизмов параллельно-перекрестной структуры — способность воспринимать большие нагрузки при сохранении высокой точности позиционирования в пределах рабочей зоны. Рассмотрена классификация механизмов параллельно-перекрестной структуры с разным количеством приводных кинематических цепей. Исследовано влияние количества наложенных связей на степень свободы механизмов в зависимости от числа перекрестных кинематических цепей, их расположения между соседними или противоположными приводными кинематическими цепями, а также от способа присоединения перекрестных кинематических цепей к приводным кинематическим цепям. Полученные в ходе синтеза механизмы и предложенная для них классификация позволят в значительной степени расширить область применения таких устройств в промышленности.
EDN: TUODER, https://elibrary/tuoder

Литература

[1] Merlet J.-P. Parallel robots. Kluwer Academic Publishers, 2000. 372 р.

[2] Gogu G. Structural synthesis of fully-isotropic translational parallel robots via theory of linear transformations. Eur. J. Mech. A Solids, 2004, vol. 23, no. 6, pp. 1021–1039, doi: https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2004.08.006

[3] Angeles J. The qualitative synthesis of parallel manipulators. J. Mech. Des., 2004, vol. 126, no. 4, pp. 617–624, doi: https://doi.org/10.1115/1.1667955

[4] Ceccarelli M. Fundamentals of mechanics of robotic manipulation. Springer, 2005. 422 p.

[5] Carricato M., Parenti-Castelli V. On the topological and geometrical synthesis and classification of translational parallel mechanisms. Proc. of the XI World Congress in Mechanism and Machine Science, 2004, рр. 1624–1628.

[6] Kong X., Gosselin C. Type synthesis of parallel mechanisms. Springer, 2007. 276 p.

[7] Глазунов В.А. Структура пространственных механизмов. Группы винтов и структурные группы. Справочник. Инженерный журнал, 2010, приложение № 3. 24 с.

[8] Glazunov V.A., Chunichin A.Yu. Development of mechanisms of parallel structure. J. Mach. Manuf. Reliab., 2014, vol. 43, no. 3, pp. 37–43, doi: https://doi.org/10.3103/S1052618814030030

[9] Nosova N.Y., Glazunov V.A., Palochkin S.V. et al. Synthesis of mechanisms of parallel structure with kinematic interchange. J. Mach. Manuf. Reliab., 2014, vol. 43, no. 5, pp. 378–383, doi: https://doi.org/10.3103/S1052618814050136

[10] Kozyrev A., Glazunov V. Finite element modeling and analysis of an isoglide-type parallel manipulator to determine its rigidity/stiffness. In: New trends in mechanism and machines sciences. Springer, 2015, pp. 203–210, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-09411-3_22

[11] Laryushkin P., Glazunov V., Demidov S. Singularity analysis of 3-DOF translational parallel manipulator. In: Advances on theory and practice of robots and manipulators. Springer, 2014, pp. 47–54, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-07058-2_6

[12] Глазунов В.А. Механизмы параллельной структуры и их применение. Москва-Ижевск, ИКИ, 2018. 1036 с.

[13] Сусакова Т.В., Самойлова В.В., Едакин А.И. и др. Структурный синтез и анализ механизмов параллельной структуры с поступательным движением выходного звена. Вестник научно-технического развития, 2020, № 6, с. 13–17.

[14] Лапиков А.Л., Масюк В.М. Анализ исторического развития многосекционных механизмов параллельной структуры. Науковедение, 2017, т. 9, № 2, № 9. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/79TVN217.pdf

[15] Богус З.Р., Нджомон М.Н., Шишкин М.В. и др. Обзор механизмов с параллельной кинематикой. Научные труды КубГТУ, 2016, № 10. URL: https://ntk.kubstu.ru/data/mc/0031/1154.pdf

[16] Глазунов В.А., Попов А.М., Чунихин А.Ю. и др. Механизмы параллельной структуры с пятью степенями свободы. Межд. симпозиум Науки механизма и машины. Баку, 2017, с. 111–115.